SECRAL控制系统软件设计(英文)

为提高兰州重离子加速器HIRFL的超导离子源SECRAL的控制效率,2011年7月份设计和建立了一个远程控制系统。 作为该系统的一个部分, 这个控制软件使用C++来实现。 它能够控制和监视SECRAL的所有设备,大概110个参数。而且,为了控制不同种类的设备,该软件使用了很多不同的控制协议。 除此以外, 在SECRAL的运行过程中, 若有误操作发生, 便有可能导致超导离子源的失超。为了不发生这样的误操作, 在硬件和软件中都增加了报警和连锁保护功能。该软件能够在1 s内进行报警和连锁保护。同时,为了以后的分析,该软件能够将从控制器上每隔1 s获取的数据存储到硬盘上。To improve the control efficiency of Superconducting Electron Cyclotron Resonance Ion source (SECRAL) for Heavy Ion Research Facility in Lanzhou(HIRFL), a remote control system was designed and set up in July 2011. The control software package, as a part of the system, was implemented by Visual C++, which is able to control and monitor all of the equipments for the SECRAL system with about 110 parameters. And many kinds of control protocols were used for controlling different types of equipments in this software. Moreover, in order to prevent the misoperation which may cause the quench of the superconducting magnet, alarm and interlock protection functions are added to the software and hardware too. If some errors occur during the running of SECARL, those functions should take effect within 1 s. Simultaneously, the data acquired from the equipments can be stored in disk every 1 s for following analysis.     

去乙酰基-7-氨基头孢烷酸二苯甲酯的合成

头孢卡品酯是第四代头孢类抗菌素的重要品种, 人们已经对以去乙酰基-7-氨基头孢烷酸(D-7ACA)为起始原料合成头孢卡品酯的工作进行了大量研究, 其中大部分都涉及到D-7ACA上羧基的保护, 因此, 对D-7ACA的羧基保护的研究是非常重要的. 以二苯基重氮甲烷和D-7ACA为起始原料, 采用超声波辅助的方法, 以70%的收率合成了去乙酰基-7-氨基头孢烷酸二苯甲酯.     

基于SSH模型拓扑边界态和角态的实现

拓扑光子学的研究在光学通信领域具有重要的研究意义。为了实现拓扑边界态和角态,基于Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,构建了二维正方形光子晶体结构,通过有限元软件仿真计算了该结构的能带,分析了对应的模式和拓扑相位。在此基础上实现了具有拓扑保护性质的边界态和角态,产生了相对带隙宽度为35%的较宽带隙,并通过频域仿真,验证了拓扑边界态具有单向传输特性和抗干扰的能力,拓扑角态能够把光波约束在角点的位置。结果表明：基于SSH模型设计的光子晶体结构能够实现高性能的拓扑边界态和角态,具有设计简单,容易实现的特点。     

时基反馈控制的Tesla变压器初级电源

LC谐振充电是Tesla变压器常用的初级电容充电技术,但存在对控制时序要求高、易受电磁干扰和不具备故障保护能力等缺陷。针对这个问题,提出了一种时基反馈控制的LC谐振充电电源。该电源与传统LC谐振电源的主要区别在于,采用特殊设计的时基反馈电路取代多路时基控制器,将能量回收开关反向阻断瞬间的电压突变调制为谐振晶闸管触发信号,从而在能量回收结束时刻启动谐振充电,实现各工作回路准确按照预定时序运行。时基反馈电路由高压元件构成,不易受电磁干扰,且在原理上具备负载短路保护能力。该技术已经应用于CKP1000,CKP5000等多台Tesla型超宽谱脉冲源。实验结果表明,在强脉冲辐射环境下,该电源能够1000 Hz重频稳定运行,且能够在Tesla变压器初级短路故障时进行快速自动保护。     

超导磁体失超过程中Quench-Back效应的数值模拟研究北大核心CSCD

Quench-Back是一种诱发超导磁体内产生新的失超区从而加快失超传播的现象.合理利用Quench-Back效应进行失超保护,需要准确理解Quench-Back作用下磁体内部的传热与电磁过程.以实际工程中某超导螺线管磁体为例,建立了失超过程三维瞬态耦合热-电磁-电路模型.整个模型采用两个顺序耦合的子模型实现,子模型一为三维传热模型,子模型二为轴对称电磁-电路直接耦合模型.得到了失超过程电流,热点温度和内电压变化曲线,分析了Quench-Back效应对失超过程关键参数的影响,研究了Quench-Back加速失超传播的具体过程.研究结果表明:Quench-Back效应可以有效控制失超过程中磁体内的热点温度,降低磁体内的过电压;Quench-Back效应与骨架材料,线圈结构和失超起始位置关系密切.     

S7 PLC在实验物理及工业控制系统中的集成（英）

在直线感应加速器控制系统中,可编程逻辑控制器（PLC）作为前端控制器被广泛应用于人身安全保护系统中,实现PLC于实验物理及工业控制系统（EPICS）中的输入输出控制（IOC）集成成为系统架构中必须解决的问题。为此,介绍了一种新型的基于S7 nodave设备驱动和异步通讯模块Asyn的IOC与PLC通信方法。该方法可实现IOC对S7 PLC过程映像区及内存变量的透明访问,而不需要制定通讯协议。分析了基于S7nodave和Asyn模块与S7 PLC的通信机制,并给出了应用实例。     

上海光源超导波荡器模型机失超保护设计

中国科学院上海应用物理研究所正在研制一台50周期的低温超导波荡器模型机用于上海同步辐射光源装置,磁体绕组采用NbTi超导线,周期长度16mm,磁间隙9.5mm,运行电流为400A,目标峰值磁场0.67T。磁体储能为7.2kJ。为了保证模型机安全稳定的运行,采用基于有限元方法的数值模拟,将50周期磁体简化为绕组模型并分析其失超过程,根据实验与分析结果提出失超保护设计方案。将50周期磁体的上下两部分作为两段,每段通过失超探测仪进行监测,并通过并联背靠背的冷二极管进行保护。为了使设计尽可能简化并限制磁体端部电压,没有采用主动加热器与引能电阻。     

考虑隔热层的高岩温隧道温度场和应力场分布规律研究

高岩温热害问题是深埋隧道面临的难点问题之一。高岩温不仅会恶化施工环境、影响施工材料的选择和混凝土的耐久性等,高温带来的温度应力还会引起衬砌的开裂和围岩的变形等。为分析高岩温作用下隧道结构和围岩的温度场、应力场分布规律,根据简化的理论模型,建立了隧道的热传导方程和平衡方程,并利用量纲归一化和微分方程级数求解的方法得到了隧道结构和围岩的温度场、位移场、应力场的解析解。以典型的高原地热隧道-拉日铁路吉沃希嘎隧道为例进行详细地分析。研究发现:隔热层能有效地阻隔热量传递,减少围岩热量的散失;铺设隔热层后,初衬的温度升高;增加隔热层厚度可以加强隔热效果,但隔热层厚度的选择要综合考虑初衬温度以及材料性能变化的影响。     

过充保护添加剂氰基功能化2, 5-二叔丁基对苯二酚的合成及其在锂离子电池中的应用

设计合成了单氰基功能化的2, 5-二叔丁基-1-（β-氰基乙氧基）-4-甲氧基苯（RS-MCN）和双氰基功能化的2, 5-二叔丁基-1, 4-（β-氰基乙氧基）苯（RS-DCN）,并用作氧化还原过充添加剂开展了其在锂离子电子中的应用研究。通过丙烯氰和2, 5-二叔丁基对苯二酚的迈克尔加成反应可高效合成RS-MCN和RS-DCN,氰乙基取代后的过充保护添加剂分子的可逆氧化还原电位分别为4.02、4.08 V（vs Li/Li⁺）;并且单氰基取代的RS-MCN在商业碳酸酯电解液1 mol·L^-1 LiPF6/EC+DEC+EMC（1：1：1,体积比）中的溶解度可高达0.3 mol·L^-1。RSMCN和RS-DCN对LiFePO₄/Li电池的过充保护性能和电极相容性也进行了深入的研究,实验结果表明：RSMCN具有更好的过充保护性能和电极相容性,其5 V截止电压过充保护时间可超过1200 h,100%过充保护大于90周循环;0.3 mol·L^-1 RS-MCN的添加能使100%过充的LiFePO₄/Li电池在2.5C倍率条件下正常循环,其放电比容量达153.5 mAh·g^-1。此外,RS-MCN的添加对LiFePO₄/Li电池在2.5-3.8 V条件下的循环性能有明显改善,添加有RS-MCN的电池在60周的循环后容量保持率高达94.4%,而商业电解液的电池在60周循环后的容量保持率降至84.3%。因此,氰基功能化RS-MCN是一类具有潜在应用前景的过充保护添加剂。     

BaSO4-CaCO3-CaF2基高发射率建筑保温隔热涂料的制备研究

以自制BaSO4-CaCO3-CaF2为功能填料,水性丙烯酸乳液为成膜物质,钛白粉和滑石粉为体质颜料,辅以多种功能助剂,按一定配比混合经搅拌和球磨制得高发射率建筑保温隔热涂料.采用XRD、FT-IR及光谱发射率等手段分析表征了功能填料的结构和红外功能特性,研究了钛白粉添加量、功能填料添加量及搅拌时间分别对涂料太阳光反射比、隔热温差及稳定性的影响,优化了涂料最佳配比.结果表明:功能填料在7～20μm波段内平均发射率为0.89;钛白粉和功能填料添加量分别为16;和30;,搅拌时间为23 h时,涂层隔热温差可达18.4℃,涂料红外光谱发射率最高可达0.93,在7～20 μm波段内平均发射率为0.90,涂层具有良好的保温隔热效果.